欢迎来到化学加!萃聚英才,共享化学!化学加,加您更精彩!客服热线:400-8383-509

化学加_专业的精细化工医药产业资源供需及整合平台

Phil S. Baran课题组Angew: 电化学环化法首次实现Dragocins A–C的全合成

来源:化学加原创      2024-02-21
导读:近日,美国Scripps研究所Phil S. Baran课题组首次实现了Dragocins A–C的全合成,其是含有由多羟基吡咯烷桥联的不寻常的C-4’氧化核糖结构的天然产物。同时,对目标分子的合成路线多次尝试后发现,通过一种快速、立体控制地合成密集官能团化的吡咯烷以及前所未有的非对映选择性氧化电化学环化,从而实现了九元环骨架的构建。初步研究表明,这种电化学氧化策略具有普适性。文章链接DOI:10.1002/anie.202401107

image.png

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

正文

Dragocins A–C(1A-1C,Figure 1)属于一类特殊的次生代谢产物的杂交结构。这些有趣的分子是从Boca del Drago附近的加勒比海海岸一种海洋蓝细菌中分离出来的,并对人类肺癌细胞具有适度的细胞毒性活性(H-460)。到目前为止,与Dragocin家族唯一相关的天然产物是AB3217-A(2)(之前由Nakata通过26步合成),这是一种抗螨化合物(anti-mite substance),具有几乎相同的骨架,但缺乏Dragocins A-C上独特的C-4'氧化作用。值得注意的是,这种C-4’官能团化在天然产物空间中是前所未有的,但核杀菌素(nucleocidin,一种C-4’氟化核苷)除外。除了这一不同寻常的特征外,Dragocins还含有一个九元环骨架,该骨架由一个高度氧化的吡咯烷组成,该吡咯烷具有四个连续的手性中心和一个富含电子的芳烃,所有这些都结合在极性核糖部分上。近日,美国Scripps研究所Phil S. Baran课题组利用前所未有的电化学氧化环化策略,首次实现了Dragocins A–C的全合成,涉及13-14步的反应。下载化学加APP到你手机,收获更多商业合作机会。

首先,作者尝试了多种不同的环化策略(Figure 1)。在策略1中,由于无环前体的不稳定性,导致直接通过[3+2]环加成构建九元环骨架的失败。在策略2中,通过分子内糖基化策略,但完全官能团化的前体没有形成所需的九元环骨架。在策略3中,通过呋喃去芳构化方法,以低收率得到不期望的内环化产物而失败。最终,作者利用氧化环化以及脱羧卤化策略,从而实现所需分子的构建。

image.png

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

吡咯烷砌块8的合成(Scheme 1)。以D-酪氨酸衍生的醇3为初始底物,在TEMPO/NaOCl条件下进行氧化以及在NaH/乙烯基三苯基溴化膦条件下进行环化反应,可以两步68%的收率得到二氢吡咯中间体4,ee为94%。中间体4在Li/Napthalene条件下进行脱去Ts保护基,可以70%的收率得到中间体5。同时,作者还开发了一种更为安全的替代方法,即在所开发的电化学条件下,可以50%的收率得到中间体5。值得注意的是,该电化学策略作为rAP波形(rAP waveform)在全合成中的首次使用。中间体5在TsOH/PAA条件下进行非对映选择性环氧化反应,可以62%的收率得到环氧化中间体6,dr为4.5:1。中间体6在BzOH/BF3•OEt2以及MocCl条件下进行开环以及保护反应,可以78%的收率得到吡咯烷中间体8,rr为3.1:1。

九元环砌块15的合成。在获得了关键的吡咯烷中间体8后,作者探索了两种不同的方法对C-4’氧化进行了研究,即C-H氧化与脱羧氯化反应。在第一种方法中,中间体8与TIPS保护核糖9在AgOTf/NIS条件下进行糖基化反应(收率为79%),并在TBAF/AcOH条件下进行脱硅化反应(收率为83%),可以两步65%的总收率得到环化前体10。环化前体10在PIFA/hν以及(+)-CSA条件下进行环化反应,可以两步45%的总收率得到九元环中间体11,dr为5:1。然而,中间体11在一系列C-H氧化条件下反应,均未能生成目标的Dragocin B和Dragocin C。同时,中间体11在NaOMe条件下进行脱保护,可以56%的收率得到化合物12。在第二种方法中,中间体8与苯甲酰基保护的糖基供体13在AgOTf/NIS条件下进行糖基化反应(收率为81%),并在H2/Pd(OH)2/C条件下进行脱苄基化反应(收率为82%),可以两步66%的总收率得到环化前体14。通过对电化学氧化环化反应条件的大量筛选后发现,环化前体14在HFIP/DMSO/Et4N•FSO3与(+)RVC/(–)RVC条件下进行化学选择性电化学环化反应,通过两个循环后,可以两步52%的总收率得到九元环中间体15,dr为5.5:1。

Dragocin B和Dragocin C的全合成。中间体15在TPAP/NMO•H2O以及HOTT/CCl4条件下进行脱羧氯化反应,可以两步32%的总收率得到三级氯化物中间体16。中间体16在LAH条件下进行还原反应,可分别以27%的收率得到Dragocin B(1B)和以84%的收率得到Dragocin C(1C)。其中,1B的[���]25 D为-16.7°,而文献中Dragocin B的[���]25 D为-22.7°。1C的[���]25 D为-12.0°,而文献中Dragocin C的[���]25 D为-26.7°。

Dragocin A的全合成。Dragocin C(1C)在MeOH/AgOTf条件下可将C-4’-Cl与-OMe进行交换,可以51%的收率得到Dragocin A(1A)。其中,1A的[���]25 D为-22.2°,而文献中Dragocin A的[���]25 D为-28.3°。

image.png

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

此外,作者还对上述的新型电化学方法的实用性进行了研究(Figure 2)。通常,对于合成苄基β-羟基氨基酸的典型条件存在反应性较差以及多步反应。作者发现,通过对上述条件的优化,该电化学环化条件可成功合成一系列噁唑烷衍生物17-20,收率为23-67%。同时,上述的产物是合成官能团化的β-羟基氨基酸的砌块。

image.png

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

总结

美国Scripps研究所Phil S. Baran课题组利用电化学环化策略,首次实现了Dragocins A–C全合成。该全合成的主要特征包括:(1)通过非对映选择性和区域选择性反应快速、立体控制地合成了多羟基化吡咯烷;(2) rAP-介导的电化学无金属实现甲苯磺酰胺的去除;(3)一锅法脱羧Barton氯化反应;(4)氧化、非对映选择性C-H官能团化电化学环化以构建九元环骨架。

文献详情:

Brendyn Smith, Nathanyal Truax, Alexandros Pollatos, michael meanwell, pranali Bedekar, Alberto Garrido-Castro, Phil S. Baran*. Total Synthesis of Dragocins A–C via Electrochemical Cyclization. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, https://doi.org/10.1002/anie.202401107

image.png

长按扫码,查看原文


声明:化学加刊发或者转载此文只是出于传递、分享更多信息之目的,并不意味认同其观点或证实其描述。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 电话:18676881059,邮箱:gongjian@huaxuejia.cn